전자 산업용 마이크로 절삭 공구 솔루션
LASER LINE ULTRA는 경도와는 별개로 열의 영향을 받지 않고 복잡한 마이크로 절삭 공구 형상을 제조할 수 있는 탁월한 기초를 제공합니다. 제시된 예는 기존의 제조 기술이나 나노초 레이저 펄스로 제조하기가 어렵거나 불가능할 수 있습니다. 레이저 공정과 소프트웨어를 지속적으로 개선하면서 EWAG는 PCD 또는 WC 이외의 재료를 가공할 수 있는 능력, 추가적인 나선형 공구 유형 및 추가 공구 기능과 같은 분야에서 적극적으로 발전하고 있습니다.
역사적으로 전자, 의료 및 마이크로역학 산업 등의 분야는 소형화 분야의 개척자였습니다. 전자 산업에서 평면 TV, 웨어러블 장치, 휴대폰, 드론 및 노트북과 같은 소비상품은 더욱 얇고 가벼우며 에너지 효율적인 제품으로 계속 개발되고 있습니다. LASER LINE ULTRA를 통해 전자 산업의 요구를 충족시킵니다.
이 모델은 텅스텐 카바이드(WC), 다결정 다이아몬드 (PCD), 화학적 증기 침착 다이아몬드(CVD-D) 및 입방정질화붕소(CBN)와 같은 경질 및 초경질 재료로 제조된 절삭 공구의 레이저 제작을 전문으로 합니다. 이 장비의 기능에는 절삭날 가공, 재연마, 칩브레이크, 원통 마진과 더불어 가공된 절삭 공구의 레이저 수정이 포함됩니다.
8축 운동학적 개념 및 피코초 시간 체계에서 산업용 레이저 광원을 방출하는 펄스를 사용하기 때문에 복잡한 마이크로 형상을 가공할 수 있습니다. 다음 두 가지 예에서는 당사의 전용 LaserSoft 소프트웨어의 EWAG 드릴 및 밀 모듈 소프트웨어 옵션으로 제조된 절삭 공구가 이러한 주장에 포함된다는 것을 입증합니다.
나선형 공구
EWAG 드릴 및 밀 모듈은 LASER LINE ULTRA 작업자가 WC 또는 PCD로 된 나선형 공구를 Ø 0.4mm~Ø 3mm 사이의 사이즈로 제작할 수 있는 소프트웨어 옵션입니다. 독일 Tübingen에 소재한 당사의 자매사인 Walter Maschinenbau GmbH의 TOOL STUDIO와 유사한 이 프로그래밍은 매개변수로 이루어지며 권장 레이저 가공 매개변수가 자동으로 측정되어 프로그래밍에 매우 용이합니다.
마이크로 드릴 비트
마이크로 드릴 비트의 응용 분야는 여러 가지이며 갈륨 또는 실리콘 기반 웨이퍼 드릴, 소결 세라믹 소자 또는 다층 복합 인쇄회로기판 (PCB)이 포함됩니다. 전자 산업은 균일한 홀 품질을 보장하기 위해 엄격한 내마모성을 요구하기 때문에 초경질 재료로 만들어진 마이크로 절삭 공구는 필수입니다. 극초단 레이저 펄스와 EWAG 드릴 모듈을 사용하여 LASER LINE ULTRA는 이 작업을 쉽게 수행할 수 있습니다. 아래 예에서는 카바이드 바디로 만든 마이크로 드릴 비트와 원통형 소재에서 완전히 레이저 가공된 PCD 팁을 설명합니다.
전체 드릴 비트 개요
기존의 기법과 비교하여 특히 마이크로 절삭 공구에 적합한 레이저 기술을 사용했을 때의 장점은 다음과 같습니다.
- 최대 1: 20의 직경 대 길이 비율
- 팁씨닝과 같은, 작은 추가 기능을 처리하는 능력
- 무동력 공정 덕분으로, 공구 파손으로 인한 낭비가 없고 스테디레스트 지지도 필요 없음
- 납땜 플레이트 기반 PCD 공구 및 PCD 나선형 공구를 공구 재가공 없이 제조할 수 있으므로 높은 수준의 형상 유연성
레이저 가공은 열 기반 메커니즘에 따라 재료를 제거합니다. 그러나 극초단 레이저 펄스 및 올바른 레이저 매개변수를 사용하면 펄스가 너무 짧아 공구 절삭을 위해 상당한 양의 열이 발생할 수 있습니다. 결과적으로, 열 영향을 거의 받지 않는 영역이 있습니다. 이 주장을 입증하고 LASER LINE ULTRA의 유연성을 추가적으로 증명하기 위해 카바이드 드릴 비트는 레이저로 제조된 후 TiAlN- 또는 AlTiN-합금 한 층으로 물리적 증기 증착(PVD) 공정으로 코팅됩니다. PVD 코팅 도중에는 가공 체인과 가공 레시피가 조정되지 않았습니다. 즉, 레이저 제작 절삭 공구는 연삭 절삭 공구와 동일하게 처리됩니다. 원통형 소재에서 코팅된 마이크로 드릴 비트에 이르는 마이크로 드릴 비트의 진화를 나타내는 결과는 다음 이미지에 나타나 있습니다.
1.) Ø 0.5mm 카바이드 소재
2.) 레이저 가공 후 Ø 0.45mm 카바이드 드릴 비트
3.) AlTiN 코팅 후 카바이드 드릴 비트
4.) TiAlN 코팅 후 카바이드 드릴 비트
EWAG은 레이저 가공 미세 절삭 공구의 융합성을 광범위하게 연구했으며 스위스에서 가장 큰 두 표면 가공 처리 기술 회사와 긴밀하게 협력하여 성공적으로 코팅할 수 있었습니다. 코팅 접착제가 연삭 공구와 유사하다는 것을 확인하기 위해 광학 현미경 검사, 스캐닝 전자 현미경 검사, 에너지 분산 X-ray 분광기, 경도 압흔 테스트 및 파괴 중지 검사 등의 측정 방법이 모두 사용되었습니다.
마이크로 엔드 밀
마이크로 엔드 밀의 응용 분야는 다양하며 PCB의 프로파일링, 휴대폰 케이스와 같은 인클로저 밀링, 사출 성형용 주형과 금형의 제작을 포함합니다. LASER LINE ULTRA는 EWAG 밀 모듈을 사용하여 아래 이미지에 설명된 대로 원통형 소재에서 4날 홈 PCD 엔드 밀을 제작할 수 있습니다. 1차 및 2 차 여유각은 밑날과 외경에 만들어지고 가장자리의 모서리는 챔퍼에 의해 나누어 지며 모든 레이저로 가공된 헬릭스 툴의 경우 PCD와 WC(텅스텐카바이드)의 부드러운 연속된 경계면이 관찰 됩니다.
전체 엔드 밀 개요
나선형 마이크로 공구의 품질
헬릭스 툴의 품질 및 칩 배출 성능을 정의하는 중요한 부분은 헬릭스 플루트(홈)의 표면 품질에 달려있습니다. 이 경우 백색광 간섭계와 20x 0.4NA 대물렌즈로 헬릭스 홈의 표면 거칠기를 측정합니다. 흥미로운 점은, 레이저 가공 표면은 균질하며 연삭 표면과 비교해 주기성 또는 방향성을 나타내지 않는다는 점입니다. 또한, 레이저 가공 WC 표면의 표면 품질은 WC 연삭 드릴 비트보다 20% 우수합니다. 레이저 가공 PCD 표면의 경우 우수한 표면 품질도 달성되지만 일반적으로 WC의 결과에 필적하지 않습니다. 일반적으로, 재료와 관계없이 레이저 가공 나선형 공구 표면은 각각 Ra 및 Rz가 < 0.25µm 및 < 1.5µm의 표면 거칠기 값을 나타냅니다. 또한, 절삭날 반경은 일반적으로 ≤ 5µm이며 보통 1±0.2. 와 같은 K 계수와 대칭입니다.
